• 지구물리와물리탐사
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• 제1권1호
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• pp.49-56
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• 1998

탄성파토모그래피는 고해상의 자료분석을 필요로 하는 환경이나 토목 등 공학적 응용분야에서 지하구조를 결정하기 위해 널리 사용되는 방법이다. 지금까지의 탄성파토모그래피는 대부분 주시역산에 의존해 왔으나 최근에는 파형정보를 이용하는 역산기법들이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 파형정보를 이용하여 음파 매질에서의 이차원 전파형 역산 알고리듬을 개발하였다. 전파형 역산은 Born역산의 약산란장 가정이나 주시역산의 고 주파수 가정이 필요 없는,분해능이 가장 좋은 방법이다. 그러나 초기추정값이 실제 모델과 많이 다를 경우 국부 최소값에 빠진다는 단점이 있다. 본 연구에서는 주시 역산을 통해 배경값을 추정하고 이를 초기추정 값으로 주어 전 파형 역산을 수행하는 알고리듬을 개발하였다. 본 알고리듬을 인공탄성파자료에 적용한 결과, 주시 역산 결과를 전파형 역산의 초기치로 사용할 경우 오차의 수렴속도가 매우 빠르고 분해능이 뛰어난 영상을 제공함을 확인할 수 있었다. 이는 주시역산을 통한 배경값 추정이 전파형 역산의 국부 최소값 문제와 계산 시간의 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방안임을 시사한다. 또한 축소모형실험자료에 대하여 본 알고리듬을 적용한 결과 재구성된 속도구조가 실제 모형과 잘 일치함을 알 수 있었고, 이를 통하여 현장자료에 대한 적용가능성을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권3호
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• pp.233-238
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• 2009

시추공 주시 토모그래피의 주요 요소 중 하나인 초동주시의 측정오차 정보를 사용한 주시 토모그래피 법을 제안하고, 이 역산 방법을 실제 시추공 탐사 자료에 적용하는 실험을 수행 하였다. 제안된 역산방법은 2단계 제어 처리 공정이다. 1) 성취하고자하는 속도 영상의 분해능에 기초하여 측정 주시의 허용 오차한계를 설정하고 측정오차가 오차한계 이상인 기록은 역산에서 제외한다. 2) 반복역산 과정에서 계산된 주시 차 중에서 해당기록의 측정오차 보다 작은 주시 차를 0(영) 처리함으로써 무의미한 수치가 누적되어 속도 개선에 기여함을 방지한다. 모든 기록을 사용한 속도영상과 제어역산으로 도출한 속도영상을 비교한 결과에 의하면, 제어 역산으로 도출한 속도영상에서 수치잡음이 상대적으로 적게 표출되었다. 그리고 Fermat 원리에 의하면, 이 영상이 보다 현실가능성이 높은 속도모델임을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권2호
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• pp.95-100
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• 2003

본 연구에서는 복잡한 지질구조에 대해서도 신속하고 효율적으로 주시를 계산할 수 있는 Straight Ray Technique(SRT)을 이용한 반사주시 토모그래피 역산 알고리듬을 개발하였다. 역산을 위한 초기 속도모델은 지층경계면에 임피던스 변화를 갖는 상속도 모델을 사용하였다. 실제 속도모델의 반사주시와 초기 속도모델의 반사주시 차이를 계산하여 각각의 요소마다 주시의 오차를 줄이는 방법인 가우스-뉴튼 알고리듬을 이용하여 역산온 수행하였다. 자코비안의 요소는 파선이 지나가는 거리함수로 구성되며, 이를 최소자승형태의 근사 헤시안 행렬로 구성하여 역산을 수행하였다. 역산시 해가 수렴할 수 있도록 근사 헤시안 행렬의 대각성분에 일정한 감쇠인자를 더하였다. 역산된 속도모델을 이용하여 Kirchhoff구조보정을 실시한 결과 실제 속도모델구조에 근사한 단면영상을 얹을 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권1호
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• pp.33-45
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• 2002

주시 토모그래피의 한계인 분해능을 극복하기 위하여 새로운 영상화 기법이 요구되며 그 중의 하나가 파형 역산이다. 파형 역산은 위상뿐만 아니라 파동의 진폭을 동시에 이용하므로 지하구조를 고해상으로 영상화할 수 있는 기법이다. 그러나 파형역산은 전파와 역전파의 모형반응 계산이 요구되므로 많은 계산 시간이 요구된다. 본 연구에서는 파형역산 기법에서 효율적인 합성 파동장 계산을 위하여 속도-응력법을 이용하였다. 시추공 영상화 기법들의 분해능을 알아 보기 위하여 수치모형에 적용, 비교하여 파형역산과 주시 토모그래피의 분해능을 살펴보았다. 파형역산의 분해능 한계는 Schuster가 유도한 구조보정의 분해능 한계와 유사함을 알 수 있었다. 시추공의 기하학적인 문제로 인한 커버리지의 부족의 문제는 VSP자료를 적용함으로서 해결할 수 있어 수평적인 분해능이 향상되었다. 또한 구현된 알고리듬의 현장적용성을 평가하기 위하여 실제와 유사한 이론모형에 적용해보았으며 이 때 발생하는 비선형성을 줄이기 위해 초기치로 주시역산 토모그램을 적용하여 좋은 결과를 얻었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권4호
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• pp.167-173
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• 1999

탄성파 토모그래피 중에서 많이 사용되는 2차원 시추공-시추공 주시 토모그래피는 파선각이 제한됨에 따라 분해능이 저하되므로, 본 논문에서는 감소된 분해능을 향상시키기 위한 방법들을 검토해 보았다. 토모그래피 역산 과정은 파선의 위치 및 주시에 대한 오차에 민감하므로 선형 주시 보간법을 사용하여 파선을 추적하였으며, 다른 파선 추적법들에 의한 역산결과와 비교하여 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 반복적 비선형 역산 과정에 있어서, 파선경로의 추적에 소요되는 계산 시간을 줄이기 위해서 일정 계산과정 동안 선형성을 고려하였으며 그 결과 빠른 수렴을 얻을 수 있었다. 일반적으로 역산과정에서는 적절한 초기 모델의 선정이 계산 결과에 많은 영향을 미치므로, 인공 신경망을 이용하여 획득된 주시로부터 초기속도 모델을 계산하였다. 지구물리학에서 인공 신경망법으로 많이 쓰이는 다층 전향 신경망은 내재된 단점들 때문에 좋은 결과를 얻을 수 없었으므로, 본 연구에서는 GRNN신경망을 이용하였다. 인공 신경망으로부터 계산된 초기모델을 역산에 사용함으로써 분해능을 향상시킬 수 있었다. 그러나 파선 투과각이 넓은 경우나 탐사 대상체가 매우 복잡한 구조를 가지는 경우에는 초기모델이 역산결과에 큰 영향을 주지 않았다. 지구물리학적 토모그래피에서는 파선의 투과각이 제한을 받게되는 경우가 많으므로, 이럴 경우 인공 신경망을 이용하여 초기 모델값을 계산함으로써 역산 결과 생성되는 단면도의 분해능을 향상시킬 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제11권2호
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• pp.120-121
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• 2001

연구의 목적은 콘크리트 결함 발견을 위하여 탄성파를 사용하여 구조물의 속도전파 단면도를 영상화시키고 그 결과를 분석하고자 하였다. 탄성파의 전파 양상을 유한요소법을 이용하여 이론모형에서 계산하고, 그 이론을 실험실의 구조물 모형에 적용하여 토모그램을 작성하였다. 또한 초동 주시를 5개 단계로 선택하여 역산을 행하였으며 계산된 탄성파 속도전파 단면도를 비교하여 가장 편리하고 정확한 초동주시 발췌법을 제시하였으며, 이러한 초동주시에 의해서 모형실험을 행하였다.

• 지질공학
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• 제3권3호
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• pp.231-239
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• 1993

본 연구에서는 지층속도가 이방성의 일종인 횡적등방성을 갖는 지역에서의 시추공 간 탄성파 주시자료를 역산하여 속도 이상대를 규명하는 연구를 시행하였다. 등방성 및 횡적등방성이 모형지층에 대해 파선추적법으로 합성 탄성파 주시를 구한 후, 이 주시자료에 대해 이방성을 고려한 ART 역산법과 이방성을 고려하지 않은 일반적인 ART 연산법에 의해 속도 분포를 구해본 결과, 이방성을 고려한 ART법에 의하면 이방성 및 등방성 지층의 속도분포가 잘 결정되었으며 일반적 ART법에 의하면 등방성 지층의 속도는 잘 결정되나 이방성 지층의 속도에는 오차가 많이 발생하였다. 따라서 지층의 이방성 또는 횡적등방성에 대한 사전 정보가 없을 때에는 이방성을 고려한 ART법을 적용하는 것이 좋을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.314-321
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• 2007

최근에 들어서 물성이 서로 다른 두 종류의 탐사자료의 복합역산에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이는 복합역산에 의하여 훨씬 더 정확한 지하구조 영상을 계산할 수 있을 뿐만 아니라 물리탐사 변수가 아닌 다른 물성 분포의 유도가 물리탐사로서 가능해지기 때문이다. 이 연구에서는 (1) cross-gradient로 정의되는 두 지하구조의 유사성의 최대화, (2) 두 물성간의 상관관계의 최대화, (3) 지하 물성 분포에 대한 선험적 정보의 3 종류 제한을 채택한 탄성파 굴절법 주시 토모그래피와 전기비저항 탐사 자료의 복합역산법을 개발하였다. 지표 전기비저항과 탄성파 굴절법 탐사의 수치실험을 통하여, 제안한 복합역산법의 효용성과 각종 제한조건의 효과를 분석하였다. 특히 제한조건을 적절히 이용할 경우, 탄성파 탐사의 저속도층에 의한 숨은 층 문제를 복합탐사 및 역산으로 해결할 수 있음을 알 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.393-398
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• 2007

흑색 셰일이 존재하는 지역에서 탄성파 주시 토모그래피 탐사를 수행하였다. 흑색 셰일은 퇴적암 기원으로 속도 이방성을 가지는 것으로 알려져 있기 때문에, 주시 토모그래피를 적용하여 정확한 역산 모형을 도출하기 위하여 이방성을 역산 과정에 적용하였다. 속도 이방성 계수는 탐사에서 획득한 자료에 대하여 탄성파의 초동시간에 의한 직선파선으로 가정한 속도와 전파각이 형성하는 이방성 타원의 형태로부터 추출할 수 있었으며, 이로부터 수평방향의 전파속도가 수직방향의 전파속도보다 빠름을 확인할 수 있었다. 속도 이방성 계수는 역산 과정에 적용되어 실제 지질구조에 부합하는 속도 구조를 획득하였다. 속도 이방성을 고려한 역산은 동일한 지역에서 3개의 구간에서 수행하였고, 각각의 결과는 지표지질 및 시추결과와 비교하여 높은 유사성을 보여주었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권1호
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• pp.1-11
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• 2017

P파 및 S파의 초동주시를 활용한 역산기법들을 통해 미소지진 모니터링의 진원위치의 정확도를 향상시키기 위해 시추공 3성분 수진기를 이용한 현장실험이 수행되었다. 3성분 수진기의 수평 $\times$ 성분을 자북방향으로 정렬시키고 중추낙하형 발생원을 이용한 실험을 통해 계측자료의 P파 초동의 입자움직임으로부터 진원의 방향을 추정할 수 있었다. 한편 계측자료에서 S파의 식별이 어려운 경우에도 편극필터의 적용으로 S파의 초동주시를 발췌할 수 있었다. P파 초동주시만을 이용한 역산기법은 진원위치에 대한 초기치가 진원으로부터 크게 이격되면 국부적인 최소값으로 수렴하여 정해를 찾지 못하는 경우가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 P파와 S파의 초동주시 차이를 이용한 진원위치 결정방법과 P파 초동주시만을 이용한 역산을 복합적으로 사용한 결과 진원위치의 정확도를 향상시킬 수 있었다.